Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog
-
Upload
rodrigo-penna -
Category
Education
-
view
26.282 -
download
5
description
Transcript of Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog
![Page 1: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/1.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 1
REFRAÇÃO DA LUZREFRAÇÃO DA LUZ
PROFESSOR RODRIGO PENNA
![Page 2: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/2.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 2
Professor Rodrigo PennaProfessor Rodrigo Penna - Técnico em Eletrônica, CEFET/MG, 1990. - Graduado em Física, UFMG, 1994. Licenciatura plena. - Pós-Graduado em Ensino de Física, Faculdade de Educação, UFMG, 1999. - Mestre em Ciências e Técnicas Nucleares, Departamento de Engenharia Nuclear, UFMG, 2006. - Doutorando em Ciências e Técnicas Nucleares, Departamento de Engenharia Nuclear, UFMG.
Já atuou no Ensino Fundamental, Médio, Pré-Vestibular, Técnico e Superior, nas redes Pública e Privada.
Site na Internet: www.fisicanovestibularLink para curriculum no Sistema Lattes:http://lattes.cnpq.br/6150368513460565
![Page 3: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/3.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 3
REFRAÇÃOQuando um raio de luz atinge a superfície de separação entre dois meios transparentes são observados os seguintes fenômenos.
Meio 1
Meio 2
.
• parte da luz é refletida;• parte da luz é absorvida;• parte da luz é refratada(atravessa).
• parte da luz é refletida;• parte da luz é absorvida;• parte da luz é refratada(atravessa).
RODRIGO PENNA:
o quadradinho branco é um ângulo reto. Mostrar os ângulos de incidência, reflexão e refração.
RODRIGO PENNA:
o quadradinho branco é um ângulo reto. Mostrar os ângulos de incidência, reflexão e refração.
![Page 4: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/4.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 4
REFRAÇÃOREFRAÇÃO
É o desvio que a luz sofre ao passar de um meio transparente para outro.
(1)(2)
RAIO INCIDENTE
RAIO REFRATADO
1
2
Meio 1
Meio 2.
RODRIGO PENNA:
fig.1 ilustrção
fig.2 l-pag.762
RODRIGO PENNA:
fig.1 ilustrção
fig.2 l-pag.762
![Page 5: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/5.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 5
LEIS DA REFRAÇÃOLEIS DA REFRAÇÃO
1. O raio incidente, a reta normal e o raio refratado estão no mesmo plano;
2. sensen
tan
1
2
1
2
cons tevv
(1)(2)
RAIO INCIDENTE
1
2
RAIO REFRATADO
![Page 6: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/6.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 6
ÍNDICE DE REFRAÇÃOÍNDICE DE REFRAÇÃO
É definido como a razão entre a velocidade da luzno vácuo e a velocidade da luz no meio:
É definido como a razão entre a velocidade da luzno vácuo e a velocidade da luz no meio:
(1)(2)
RAIO INCIDENTE RAIO
REFRATADO1
2
ncv
m sv
3 108
![Page 7: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/7.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 7
LEI DE SNELLLEI DE SNELL
sensen
1
2
1
2
vv
, então
1 1
11
22v v
sen sen
cv
cv1
12
2sen sen ncv
, mas
n n1 1 2 2sen sen finalmente:
RODRIGO PENNA:
animar estilo demonstração
RODRIGO PENNA:
animar estilo demonstração
![Page 8: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/8.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 8
COMENTÁRIOS IMPORTANTES-1COMENTÁRIOS IMPORTANTES-1
Quando a luz passa de um meio menos para outromais refringente, o raio se aproxima da normal.
Ar (1)Vidro (2)
1
2
Índice de Refração
Substância n
Gelo 1,31
Água 1,33
Álcool Etílico 1,36
Glicerina 1,47
Vidro 1,50
Sal de Cozinha 1,54
Quartzo 1,54
Diamante 2,42
Índice de Refração
Substância n
Gelo 1,31
Água 1,33
Álcool Etílico 1,36
Glicerina 1,47
Vidro 1,50
Sal de Cozinha 1,54
Quartzo 1,54
Diamante 2,42
Se n n
n n1 1 2 2
1 2 1 2 1 2
sen sen
sen sen
RODRIGO PENNA:
animar
RODRIGO PENNA:
animar
![Page 9: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/9.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 9
COMENTÁRIOS IMPORTANTES-2COMENTÁRIOS IMPORTANTES-2
Quando a luz passa de um meio mais para outromenos refringente, o raio se afasta da normal.
n n1 2 1 2 1 2 sen sen
Ar (2)
Vidro (1)
2
1
Índice de Refração
Substância n
Gelo 1,31
Água 1,33
Álcool Etílico 1,36
Glicerina 1,47
Vidro 1,50
Sal de Cozinha 1,54
Quartzo 1,54
Diamante 2,42
Índice de Refração
Substância n
Gelo 1,31
Água 1,33
Álcool Etílico 1,36
Glicerina 1,47
Vidro 1,50
Sal de Cozinha 1,54
Quartzo 1,54
Diamante 2,42
Joao Marcio G. Prado:
Não existe tabela 16-1 na página 765.
Estou repetindo a do slide acima (tabela 16-1 pag 763).
Joao Marcio G. Prado:
Não existe tabela 16-1 na página 765.
Estou repetindo a do slide acima (tabela 16-1 pag 763).
![Page 10: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/10.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 10
COMENTÁRIOS IMPORTANTES-3COMENTÁRIOS IMPORTANTES-3
a luz atravessa sem sofrer desvio.
Quando 1 0 o
(1)(2)
![Page 11: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/11.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 11
FENÔMENOS DEVIDOS À REFRAÇÃOFENÔMENOS DEVIDOS À REFRAÇÃO
A imagem de um peixe é vista por alguém fora d’água acima de onde o peixe realmente está.A imagem de um peixe é vista por alguém fora d’água acima de onde o peixe realmente está.
O
I
Ar
Água
![Page 12: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/12.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 12
FENÔMENOS DEVIDOS À REFRAÇÃOFENÔMENOS DEVIDOS À REFRAÇÃO
A duração do dia é prolongada.A duração do dia é prolongada.
SOL
IMAGEM
![Page 13: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/13.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 13
FENÔMENOS DEVIDOS À REFRAÇÃOFENÔMENOS DEVIDOS À REFRAÇÃO
A imagem de uma estrela vista por nós não corresponde à sua posição real por causa da
refração da luz na atmosfera.
.
IMAGEM
OBJETO
Joao Marcio G. Prado:
Slide acrescentado por falta de espaço
Joao Marcio G. Prado:
Slide acrescentado por falta de espaço
![Page 14: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/14.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 14
ASFALTO MOLHADO NUM DIA ASFALTO MOLHADO NUM DIA QUENTEQUENTE
• A temperatura do ar influi em sua densidade e em seu Índice de Refração.
• Perto do asfalto quente, o ar tem menores densidades e Índice de Refração que as camadas de ar mais “frias” acima.
• A Reflexão Total da luz dá a impressão de que o asfalto está molhado.
• A temperatura do ar influi em sua densidade e em seu Índice de Refração.
• Perto do asfalto quente, o ar tem menores densidades e Índice de Refração que as camadas de ar mais “frias” acima.
• A Reflexão Total da luz dá a impressão de que o asfalto está molhado.
![Page 15: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/15.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 15
REFLEXÃO TOTAL DA LUZREFLEXÃO TOTAL DA LUZ
Quando a luz vai passar de um meio mais refringentepara outro menos refringente, um fenômeno interessantíssimo
pode ocorrer. Observe o aumento do ângulo de incidência.
Quando a luz vai passar de um meio mais refringentepara outro menos refringente, um fenômeno interessantíssimo
pode ocorrer. Observe o aumento do ângulo de incidência.
n n1 2
(1)(2)
O
AD C90º
RODRIGO PENNA:
animar a fig. de forma a realçar o ângulo limite.
RODRIGO PENNA:
animar a fig. de forma a realçar o ângulo limite.
![Page 16: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/16.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 16
ÂNGULO LIMITEÂNGULO LIMITE
Existe um ângulo a partir do qual a luz não sai mais,é totalmente refletida (não ocorre absorção).
Existe um ângulo a partir do qual a luz não sai mais,é totalmente refletida (não ocorre absorção).
n n1 2
(1)(2)
O
AD C90º
![Page 17: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/17.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 17
CÁLCULO DO ÂNGULO LIMITECÁLCULO DO ÂNGULO LIMITE
Para ângulos de incidência maiores que o LIMITEocorre a REFLEXÃO TOTAL.
Assim: n n o1 1 2 90sen sen
Mas 2 90 o .
E: senL
nn
2
1
LEI DE SNELL: n n1 1 2 2sen sen
![Page 18: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/18.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 18
USANDO UM PRISMA COMO “ESPELHO”USANDO UM PRISMA COMO “ESPELHO”
Através da Reflexão Total, um prisma de vidroou cristal como o da figura abaixo pode funcionar
como um espelho.
Através da Reflexão Total, um prisma de vidroou cristal como o da figura abaixo pode funcionar
como um espelho.
45º
A B
C
45º
45º
. 90º
45º
45º
RODRIGO PENNA:
animar o raio da fig.
RODRIGO PENNA:
animar o raio da fig.
![Page 19: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/19.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 19
Índice de Refração do vidro“Crown” para diversas cores
Cor n
Vermelho 1,513
Amarelo 1,517
Verde 1,519
Azul 1,528
Violeta 1,532
DISPERSÃO DA LUZ DISPERSÃO DA LUZ
•A experiência demonstra que o índice de refração da luz varia - apresenta pequenas diferenças - para cada cor.
•Logo, cada cor viaja numa velocidade diferente num mesmo meio material.
•A experiência demonstra que o índice de refração da luz varia - apresenta pequenas diferenças - para cada cor.
•Logo, cada cor viaja numa velocidade diferente num mesmo meio material.
![Page 20: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/20.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 20
ARCO-ÍRISARCO-ÍRIS
A luz branca se decompõe em 7 cores básicas (monocromáticas) ao atravessar um prisma ou, no caso do arco-íris, uma gota d’água, pois cada uma das cores que a formam sofre um desvio (refração) diferente.
Luz Branca
Luz Branca
Joao Marcio G. Prado:
Não animei este desenho por ser muito complexo.
Espero que tenha ficado bom
Joao Marcio G. Prado:
Não animei este desenho por ser muito complexo.
Espero que tenha ficado bom
![Page 21: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/21.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 21
A COR DE UM OBJETOA COR DE UM OBJETO
A luz branca é formada por várias cores. A cor de um objeto depende das suas propriedades de reflexão.
Ex. Um corpo verde, ao receber luz branca, reflete preferencialmente a luz verde absorvendo as outras cores.
A luz branca é formada por várias cores. A cor de um objeto depende das suas propriedades de reflexão.
Ex. Um corpo verde, ao receber luz branca, reflete preferencialmente a luz verde absorvendo as outras cores.
Objeto Verde Objeto Branco Objeto Preto
Joao Marcio G. Prado:
Animação 1 cliq
Joao Marcio G. Prado:
Animação 1 cliq
![Page 22: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/22.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 22
LENTESLENTES
• São dispositivos ópticos, muito comuns, cujo funcionamento se baseia nas propriedades da Refração.
• Feitas de vidro, plástico, resina ou outro meio transparente, também poderiam ser feitas de água ou ar.
• São dispositivos ópticos, muito comuns, cujo funcionamento se baseia nas propriedades da Refração.
• Feitas de vidro, plástico, resina ou outro meio transparente, também poderiam ser feitas de água ou ar.
BiconvexaBiconvexa Plano - ConvexaPlano - Convexa
Côncavo -ConvexaCôncavo -Convexa
![Page 23: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/23.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 23
LENTESLENTES
BicôncavaBicôncava Plano - CôncavaPlano - Côncava
Convexo -CôncavaConvexo -Côncava
![Page 24: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/24.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 24
LENTES ESFÉRICASLENTES ESFÉRICAS
Aquelas cujas faces são “pedaços” de uma circunferência.Chamamos a reta perpendicular às duas faces de Eixoda lente - a reta “que passa no meio dela”.
Aquelas cujas faces são “pedaços” de uma circunferência.Chamamos a reta perpendicular às duas faces de Eixoda lente - a reta “que passa no meio dela”.
Lentes de vidro no ar - Convergente
EIXO
Normal
![Page 25: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/25.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 25
LENTES ESFÉRICASLENTES ESFÉRICAS
Lentes de vidro no ar - Divergente
EIXO Normal
![Page 26: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/26.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 26
LENTE CONVERGENTELENTE CONVERGENTE
O seu meio é mais grosso que as beiradas.
Representação de lente convergente
EIXO
![Page 27: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/27.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 27
LENTE DIVERGENTELENTE DIVERGENTESuas extremidades são mais grossas que seu meio.
Representação de lente divergente.
EIXO
![Page 28: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/28.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 28
FOCO DAS LENTES CONVERGENTESFOCO DAS LENTES CONVERGENTES
EIXOF1
f
F1F2 EIXO
Pontos para os quais convergem os raios de luz que chegam paralelos ao eixo (lente convergente) oupara os quais convergem os prolongamentos dosraios (lente divergente).
Pontos para os quais convergem os raios de luz que chegam paralelos ao eixo (lente convergente) oupara os quais convergem os prolongamentos dosraios (lente divergente).
f f
EIXOF2 F1
Joao Marcio G. Prado:
Um clique para cada caso. Lentes
divergentes no próximo slide.
Joao Marcio G. Prado:
Um clique para cada caso. Lentes
divergentes no próximo slide.
![Page 29: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/29.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 29
FOCO DAS LENTES DIVERGENTESFOCO DAS LENTES DIVERGENTESJoao Marcio G. Prado:
Um clique para cada caso.
Joao Marcio G. Prado:
Um clique para cada caso.
EIXO F1
f
EIXOF2
f f
F1F2F1EIXO
![Page 30: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/30.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 30
OBSERVAÇÃOOBSERVAÇÃO
O fato de a lente ser convergente ou divergente além da própria distância focal depende do materialde que é feita a lente e do meio no qual ela está inserida.
O fato de a lente ser convergente ou divergente além da própria distância focal depende do materialde que é feita a lente e do meio no qual ela está inserida.
AR(n = 1,0)
AR(n = 1,0)
VIDRO (n = 1,5)
F1
ÁGUA(n = 1,3)
ÁGUA(n = 1,3)
VIDRO (n = 1,5)
F1
GLICERINA(n = 1,5)
GLICERINA(n = 1,5)
VIDRO (n = 1,5)
CS2
(n = 1,6)CS2
(n = 1,6)
VIDRO (n = 1,5)
![Page 31: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/31.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 31
EQUAÇÃO DAS LENTESEQUAÇÃO DAS LENTES
A mesma usada para os espelhos esféricos e a mesma convenção de sinais.
A mesma usada para os espelhos esféricos e a mesma convenção de sinais.
A BAB
DD
i
o
' '
F1F2
A
A’
B’
Do Di
![Page 32: Refração da Luz e Lentes - Conteúdo vinculado ao blog](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061213/5497bb1db4795994268b46d3/html5/thumbnails/32.jpg)
Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 32
BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIABeatriz Alvarenga e Antônio Máximo, Curso de
Física, volume 2.